Роль магнийсодержащих организмов в доломитизации известняков

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Роль магнийсодержащих организмов в доломитизации известняков

22.08.2020

В карбонатных породах верхнемеловых и нижнепалеогеновьх отложении Крыма доломит встречается часто, но обычно в небольшом количестве - от единичных кристаллов (в кремнях и фосфоритах) до нескольких процентов (в кремнеземисто-глинистых известняках Маастрихта и дата, мергелях верхнего палеоцена). Как правило, он развит вблизи обломков иглокожих и багряных водорослей, в камерах фораминифер. В нижней и средней частях датского яруса Юго-западного Крыма доломита больше. Нижняя часть яруса (мощностью 8-12 м) обогащена алевритовым материалом - кварцем и глауконитом. Доломита здесь до 10%. Выше залегает пористые мшанковые, криноидно-мшанковые, серпулово-мшанковые известняки, представляющие собой совокупность ископаемых биостромов. Мощность их 25-30 м. Содержание доломита 15-20%, а местами и больше. В верхних 10-12 м датского яруса, где преобладает плотные полидетритовые из вестняки, а криноидно-мшанковые и серпулово-мыанковые образуют линзовидные прослои, доломит встречается только в пределах последних. Таким образом, в датской ярусе особенно отчетлива приуроченность доломита к участкам пород, обогащенная определенным комплексом рифостроящих организмов с прижизненно высоким содержанием в их скелетах магния.

Доломитизированные известняка внешне почти ничем не отличается от частого известняка. Обычно они желтоватые, более пористые и кавернозные. Иногда имеет песчаниковидный облик. Только при густой сети отбора образцов в шлифах удалось установить наличие доломита и выделить участки, опоганенные им. Число этих участков и их размеры (обычно не превышающие нескольких метров) изменяется по простиранию и в вертикальном направлении. Степень доломитизации в их пределах также крайне изменчива, что нередко наблюдается даже в одном шлифе.

Доломит в породах в виде ромбоэдрических кристаллов (0,03-0,05 мм, иногда до 0,1 мм), неравномерно распределен в основной микрозернистой кальцитовой массе породы, в поровых пространствах, в камерах фораминифер, в трубках серпул, часто корродирует криноидный детрит. В соседстве с обломками кварца, глауконитом, пиритом ромбоэдры оказывается недоразвитыми. В хорошо перекристаллизованных участках основной массы породы доломит отвечается редко. Встречающиеся в них отдельные кристаллы, по-видимому, были захвачены при росте крупнокристаллического кальцита (см. рис. 1). Чистые прозрачные кристаллы доломита редки. Обычно доломит с пылевидными включениями кальцита. Встречается кристаллы зональные (они всегда крупнее) или содержащие в центре скопления микритового кальцита, пирит, пустоты выщелачивания. Иногда на кристаллах видны тонкие каемки доломита, вероятно, более поздней генерации,

Принадлежность ромбоэдрических кристаллов к доломиту подтверждается окраишиванием, кристаллооптически, химическим, термическим и рентгеноструктурным анализами. Содержание MgO в доломитизированных известняках достигает 4,5%, что с учетом незначительного содержания в них силикатов соответствует примерно 20% доломита. На термограммах доломитизированных пород помимо пиков, характерных для кальцита, проявляется более слабый эндотермический максимум при температуре 740-820°С, свойственный доломиту. На рентгенограммах ему соответствует рефлексы (в А): 2,899-2,899; 2,019-2,020; 1,763. No у большинства изученных в иммерсии кристаллов доломита равен 1,660+0,002, что указывает на принадлежность его к обычному магнезиодоломиту с незначительным содержанием железа. Иногда встречается кристаллы (главным образам, зональные), у которых N неодинаков для резных зон кристалла.

Пятнистое распределение доломитсодержащих участков в породах, непостоянство их размеров и изменчивость степени доломитизации внутри пятен свидетельствует о вторичном характере доломита. Локализация его кристаллов среди микрозернистого кальцита на участках пород, обогащенных остатками раковин, прижизненно состоявших из високомагнезиального кальцита, частое врезание доломита в остатки этих раковин, наличие в ромбоэдрах примесей микритового карбоната, - все это указывает на образование доломита в результате замещения карбонатного материала, слагавшего раковины органических остатков и цементирующую их массу.

Недоразвитие ромбоэдров доломита в соседстве с зернами аутигенного глауконита свидетельствует об их образовании после того, как глауконит успел затвердеть, поскольку глауконит в описываемых отложениях образовался в период раннего диагенеза, то начало доломитизации осадка следует относить к более позднему времени. Отсутствие доломита на участках, где проявилась диагенетическая перекристаллизация, также как отсутствие связи его с прожилками и другими секущими формами, "запечатывание" кристаллов доломита в кремнях и фосфоритах свидетельствует о позднедиагенетическом времени ею образования. Наличие как чистых однородных, так и зональных кристаллов, наводит на мысль о неодновременности их рост. По-видимому, он происходил в несколько стадия.

Согласно Н.М. Страхову для метасоматического преобразования кальцита в доломит на стадии диагенеза наиболее благоприятны обводненность, большая пористость и проницаемость карбонатного осадка. Так, пористость мшанковых известняков, ныне составляемая 30-35%, в диагенезе была больше и способствовала свободной циркуляции магнийсодержащих растворов, при этом источником магния могли быть магнийсодержащие раковины.
Роль магнийсодержащих организмов в доломитизации известняков

Известно, что все современные виды иглокожих, мшанки, серпулы, багряные водоросли, остатки некоторых брахкопод состоят из высокомагнезиального кальцита (таблица), скорость трансформации которого в более устойчивые низкомагнезиальные формы кальцита различна. Наиболее быстро изменяется кальцит остатков иглокожих, в частности криноидей, которые перекристаллизовываются в монокристаллы низкомагнезиального кальцита. На примере криноидей установлено, что в случае значительного содержания их в породах, диагенетический доломит приурочивается к горизонтам, обогащенным этими остатками. Естественно, что а у меловых и палеоценовых иглокожих, мшанок, червей, багрянок количество магния аккумулированного при жизни, за весь период геологической истории не могло оставаться неизменным. Проведен химический анализ скелетов этих организмов (в основном из датского мшанкового биострома Юго-западного Крыма, где было обнаружено наиболее высокое содержание доломита). Установлено более низкое содержание магния в этих остатках по сравнении с теми же формами, обитающими в современных морях (таблица).

Максимальное содержание магния (в пересчете на MgCO3) -в остатках беззерновых брахиопод - гравий (до 7,58%), минимальное - в остатках багряных водорослей (0,35-0,70%) и остатках иглокожих. Любопытно, что содержание MgCO3 в различных группах проанализированных остатков иглокожих не одинаково (см. таблицу). Kpowe того, в различных частях скелета ископаемых одного и того же вида количество магния также различно. Так, у морских ежей содержание MgCO3 в иглах почти вдвое вше, чек в панцирях. По-видимому, криноидей, мшанки, серпулы, багрянки верхнемеловых и палеоценовых пород Крнна при жизни состояли из метастабильных ферм высокомагнезиального кальцита. Стабилизация его структуры сопровождалась потерей магния, что привело к локальной доломитизаций в толще осадков. В связи с этим становится понятной приуроченность наиболее богатой доломитизации к участкам пород, обогащенным остатками мшанок, криноидей, багряных водорослей.

Следовательно, в верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложениях Крыма накопление магния происходило биогенным путем. Высвобождение и перераспределение его в диагенезе привело к образование доломита.

Остатки организмов с первоначальной "магниевой функцией" могут служить индикатором повышенного содержания в породах диагенетического доломита. Своевременное выявление его имеет важное практическое значение, например, при разработке датских мшанковых известняков для строительства, так как доломитизация, увеличивая неоднородность, пористость и проницаемость известняков, ухудшают их физико-механические свойства.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: